六年一劍 一位中國光伏人的使命和榮耀

北極星太陽能光伏網訊:光伏作為新能源轉型的寵兒，被給予了厚望。近年來，或許我們更多的聚焦了她的光鮮，而疏忽了她快速成長中背後的故事。時代際遇，中國作為光伏製造大國，千千萬萬默默無聞的光伏製造者儼然成了最得力且有故事的幕後人。

曾就職於天合光能，主管質量的副總AnthonyChia先生就是這千千萬萬的幕後人之一，新加坡華僑，一位入行多年的資深光伏專家，現年逾花甲，但依舊精力充沛。北極星太陽能光伏網了解到，在德國、美國和日本等國家從事多年電子行業材料質控及測試工作的他，對半導體品質把控的方法早已爛熟於心。「之前我是不願意分享給外國人，要先在中國做，讓中國領先，只要領先，我們就能站在前面、有領導地位。」

圖為IEC標準委員會委員，天合光能前副總AnthonyChia先生與

TA儀器亞洲區總經理FortranHsueh先生及中國區副總經理董傳波先生合影

「臨危」受命

2006年前後，天合光能等一線光伏組件企業認識到，傳統組件質控方法存在安全隱患、精度不夠、用時過長等種種弊端，僅組件內EVA交聯度的質控檢測就需要12小時以上。所以，對於擴張期的一線企業而言，亟需平衡光伏組件的生產效率與質量，而傳統的組件質量檢測方法正是制約生產效率的最大障礙之一。AnthonyChia先生正是此年「臨危」受聘於天合光能，來攻克這一巨大技術難題。

AnthonyChia先生介紹，在通常情況下，組件在應用中產生最多的問題便是隱裂、蝸牛紋（snailtrack），而這些問題的產生大多與組件內EVA交聯度質量控制息息相關。經年累月，交聯度質控較差的EVA很容易受光老化，分解產生醋酸，形成水分子，而水分子正是隱裂和蝸牛紋產生的罪魁禍首。另一方面，低質控的EVA往往韌性不足，很容易在運輸或安裝中微裂或破損，而這些部位很容易造成電極及EVA褪色，形成蝸牛紋或閃電紋。

所以，在組件生產中，如何檢測EVA的質量成為了組件品質把控的重要環節，AnthonyChia先生介紹，交聯度正是表徵EVA質量好壞的一個重要參考量。

傳統的交聯度測試方法是採用Gelcontent凝膠法，即將未交聯的EVA部分溶解於溶劑二甲苯中，並從多孔過濾管的微孔中帶出，留下已交聯的EVA不溶部分。由殘留EVA重量的比率進行計算。

AnthonyChia先生表示，傳統二甲苯交聯度的測試方法存在種種弊端。首先，二甲苯法測試的交聯度只是一個數值區間，並不能精確進行表徵。對於交聯度實驗的本質而言，只要未達到凝膠點(GelPoint)之前，EVA都會被溶劑溶解而GelContent=0%；完全交聯時GelContent=100%。事實上真正在凝膠以及稍高於凝膠狀態下，因為EVA與溶劑呈現互相膠著的狀態，很難用濾網分期清楚，造成的量測的高度不準確。而在高度交聯的情況下，夾雜在網狀結構中的小部分未交聯成分，需要很長的時間才有機會溶出，而這又造成發生後交聯的情況而得到偏高凝膠度的數據。從而造成「兩頭不準」!

其次，AnthonyChia先生介紹，二甲苯的測試結果需要在12小時後才能夠獲取，而目前天合等一線廠家一天的產能就達30MW，所以，如果要保證組件質量，這種檢測方法無疑會降低產線的生產效率。

更值得注意的是，二甲苯屬於中等毒性化學物質，百度百科顯示，二甲苯溶劑時，即強烈刺激食道和胃，並引起嘔吐，還可能引起血性肺炎。與此同時，二甲苯對眼及上呼吸道有刺激作用，高濃度時，對中樞系統有麻醉作用。長期接觸有神經衰弱綜合症，女性有可能導致月經異常。

「讓我最害怕的是二甲苯會爆炸，蒸氣與空氣形成爆炸性混合物後，遇明火、高熱能就會引起燃燒爆炸。全世界70%的組件製造在中國，所以，改進組件質量的檢測方法刻不容緩。中國的光伏要做好自己的國家品牌，組件不僅要生產綠色電力，她的生產過程也要『綠色』」AnthonyChia先生對二甲苯法的危險性深感憂慮。

用物理法代替化學法

在2006年到2012年間，AnthonyChia先生受聘於天合光能質量副總以來，一直致力於EVA交聯度物理測試方法的研究，以期用物理方法代替危險的化學檢測方法。

AnthonyChia先生介紹到，EVA交聯時，會產生熱量，這樣便可以通過檢測樣品本身的熱物理性質隨溫度或時間的變化，來研究物質的分子結構、聚集態結構、分子運動的變化等。所以，可以用DSC（差示掃描量熱儀）記錄EVA在未交聯和交聯後加熱時所放出的熱量之差，間接的測試出交聯度。

綜上而言，如何精確的測定EVA交聯前後熱量的變化，直接影響到交聯度換算精度。所以，AnthonyChia先生表示，在測定儀器合作夥伴選取時，便進行了慎重考量。

圖為天合光能頒給AnthonyChia先生的特別貢獻獎，表彰其對IECEVA交聯度DSC法

獲批所作的突出貢獻！

與強者為伍，六年磨一劍

AnthonyChia先生高度評價了與TA儀器的完美合作:「經過多家熱分析儀器的對比，我們最終選擇了TA儀器。之所以選TA儀器，主要是因為TA儀器熱分析儀的Tzero技術，是直接以零點為參考，不像其他儀器還需要經過換算，那樣無疑會增加誤差。在整個合作過程中，TA儀器提供了我們巨大的技術支持，TA儀器的DSC250（前身Q2000）收集了超過百萬的數據，其不僅測試結果精確可靠，更有大量與快速的手法去支持這個項目的進行。協同我們解決了很多棘手的問題,不愧為是世界熱分析技術的領導品牌」

TA儀器（TA代表了ThermalAnalysis也就是熱分析），TA儀器成立於1990年，它的前身為DuPont（杜邦）儀器部。自1962年推出世界上第一台商業化Model900熱分析儀，已經擁有46年的熱分析儀的研發生產經驗。秉承著為客戶的需求提供最高質量，最新科技和良好售後服務的分析儀器的理念，至今推出第七代Discovery系列熱分析儀。由於與杜邦公司的研究方向不同，於1990年從DuPont獨立，取名為TA儀器公司，成為專門生產熱分析的專業廠商。由於出色的業績、成功的經營方式和相似的產品研發方向，於1996年被美國WATERS(沃特斯)集團併購，現隸屬於該集團。TA儀器的Q系列熱分析儀是全球銷量最多的熱分析儀器，贏得了全球公認的熱分析和流變儀器市場領導者的地位。

歷經6年的不斷努力和攻關克難，AnthonyChia先生和TA儀器的技術團隊所研發EVA交聯度DSC法獲得了IEC專家的認可，並在2017年年初最終確定為IEC62788-1-6標準並對外公布。成為IEC標準中首個由中國光伏企業提出並獲批的光伏標準，成為中國光伏企業的驕傲！「當年天合總裁高總問我有沒有決心做好這個檢測方法，我說我不只是為了天合光能，我是為了保護整個光伏、保護整個中國的榮譽」，AnthonyChia先生如是說。

TA儀器公司的Discovery系列差示掃描量熱儀

談及DSC交聯度法的優異之處，AnthonyChia先生自豪地告訴北極星太陽能光伏網：「EVA的結構包含連續相的PVA團塊和分散相的PE團塊。利用差示掃描量熱儀DSC對交聯前後的EVA進行溫度掃描(-120℃~250℃)，可先後測定PVA團塊的Tg以及PE團塊的Tm及二者的殘餘固化度（CuringDegree）。也可以簡單的從100℃~220℃針對PVA段與PE團塊中的XPE(交聯PE)鏈段進行相對固化度的快速測試。PVA段主導了EVA的韌性，屬於一瞬間的機械特性；而XPE段主導了EVA的剛性，屬於長時間的機械特性。利用DSC軟體的協助，可以預判EVA的優劣。這種測試方法可以在20分鐘內準確快速的測定EVA的交聯度，從而大大的壓縮質檢的耗時，提高了生產的效率和質控水平。在經濟效益上，相比二甲苯法12小時幾百/幾千甚至幾個兆瓦的組件損失，DSC交聯度法最多損失1-2個組件，加上無毒無害，是一種極為經濟、環保、安全的綠色測試方法。」

「涓涓細流,匯成江海」，正是像AnthonyChia先生這樣的中國光伏人所肩負的使命感和民族情懷，並為之付出的不懈努力，將各種不同層面的技術創新的進行疊加，推動者光伏產業的快速前行，助力中國製造由大而強的道路！

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